CN209917537U - 一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，包括塔体、供电部分和外部循环水系统，其特征在于：所述塔体包括自下而上分布的五个区域，依次包括烟气进口区、喷淋降温荷电区、湿式电除尘区、管式烟气再热区、烟气出口区，所述烟气进口区的出口端与喷淋降温荷电区相连通，所述喷淋降温荷电区内设置有喷淋降温层和水雾荷电层，所述喷淋降温层用于对烟气降温，水雾荷电层用于对颗粒物和雾滴感应荷电；所述湿式电除尘区内设有六角形集尘板和外挂式的阴极装置；所述管式烟气再热区内排布有若干个上进下出的换热管，用于对降温除湿后的烟气再加热作用，能够解决亚微米级颗粒物和雾滴无法高效脱除的难题，且能耗、成本低、场地要求低。

Description

一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔

【技术领域】

本实用新型涉及能源环境工程污染减排的技术领域，特别是一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔。

【背景技术】

随着环保要求的提高，浙江省、上海市、临汾市、镇江市等省市环保部门及政府对消除燃煤机组烟囱有色烟羽污染提出了明确要求，一般要求采用烟气冷凝、烟气再热、烟气冷凝再热技术，并分别对烟温提出了要求。

现有的白色烟羽控制技术或装置存在以下缺点：

现有部分布置在烟道上的烟气冷却器，由于烟气中含有颗粒物及腐蚀气体，烟气冷却器出现了磨损、泄漏、堵塞等问题，导致运行阻力增加、能耗增加，甚至设备停运等故障。

现有部分通过在浆液喷淋管上布置换热器，将脱硫浆液降温而消除白烟的装置，由于浆液中含有石膏等固体颗粒，换热器出现了磨损、泄漏、堵塞。并且由于冷凝水的大量补充，脱硫水平衡处理费用大幅增加。脱硫浆液降温的方法不能有效脱除烟气中的污染物。

现有单独设置的湿式电除尘器或烟气再热器，存在场地要求高而难以配置或结构不合理导致湿式电除尘器除尘效果低、烟气再热器换热效果差的问题，由于场地小导致气流、内部结构无法合理设置。

现有单独设置的湿式电除尘器由于荷电不充分，尤其是SO3高时引起电晕闭塞而无法有效对颗粒物荷电，导致除尘效率低。

现有单独设置的烟气再热器，换热管接口处存在易泄漏的问题。

当脱硫系统采用湿法脱硫工艺时，烟气中的含水量较高，因此烟囱出口处出现液态凝结水，液态凝结水中夹带亚微米级颗粒物，可溶盐，氨气、SO3等污染物，在室外温度较低时，会形成烟羽，对周边产生污染，多种复合污染物难以通过现有装置有效脱除，包括：亚微米级颗粒物，可溶盐，氨气、SO3等可凝结颗粒物，因此提出一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔。

【实用新型内容】

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，能够解决亚微米级颗粒物和雾滴无法高效脱除的难题，且能耗、成本低、场地要求低。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，包括塔体、供电部分和外部循环水系统，其特征在于：所述塔体包括自下而上分布的五个区域，依次包括烟气进口区、喷淋降温荷电区、湿式电除尘区、管式烟气再热区、烟气出口区，所述烟气进口区的出口端与喷淋降温荷电区相连通，所述喷淋降温荷电区内设置有喷淋降温层和水雾荷电层，所述喷淋降温层用于对烟气降温，所述水雾荷电层用于对颗粒物和雾滴感应荷电；所述湿式电除尘区内设有六角形集尘板和外挂式的阴极装置，用于对已感应荷电的颗粒物和雾滴进行再荷电并脱除作用；所述管式烟气再热区内排布有若干个上进下出的换热管，用于对降温除湿后的烟气再加热作用，所述烟气出口区的进口端与管式烟气再热区连通，所述烟气出口区的出口端与烟囱连通。

作为优选，所述喷淋降温荷电区从上而下设置有2-3层喷淋层，所述喷淋层之间呈错位分布进行喷淋，以提高喷淋气液接触率，所述喷淋层包括水雾荷电层和多个喷淋降温层，所述水雾荷电层位于最上面一层，在碰头位置设置感应荷电系统，通过高压对雾滴进行感应荷电，使碰出去的水雾带负电荷，从而使烟气中的颗粒物和雾滴一同荷电，解决了电除尘超细颗粒物难以荷电的难题，所述塔体的一侧设有与喷淋降温荷电区相连的换热器。

作为优选，所述阴极装置包括阴极吊挂、阴极上框架、阴极下框架和阴极拉紧装置，所述塔体的外壁开设有穿孔，所述塔体的外侧面设有与穿孔相连通的具有密闭腔体的框体，所述塔体外侧均布有外挂式的阴极吊挂和阴极拉紧装置，所述阴极上框架通过塔体上穿孔进入外置框体的密闭腔体中，再通过绝缘瓷套悬挂在阴极吊挂的下方，所述绝缘瓷套外侧还设置有圆桶形箱体，所述密闭腔体内设有以防绝缘瓷套低温结露爬电的热风吹扫装置，所述阴极拉紧装置外置于塔体的外壁并与阴极下框架相连。

作为优选，所述湿式电除尘区内均布有若干个锥形导流密封板，所述锥形导流密封板设置于阳极下侧，用于使烟气被导流式进入电除尘区域，相比常规的平板式封板，采用锥形导流密封板的结构形式对烟气的阻力更小，从而使设备能耗更低。

作为优选，所述管式烟气再热区的换热管为直管，所述换热管设置为模块型式，多组所述换热管构成一个模块，所述模块呈垂直设置，所述模块的外部设有换热模块框架，所述换热模块框架自上至下均布有多个与换热管相配合的换热管限位板，所述模块的进口设置在塔的上方，所述模块的出口设置在塔的下方，每个所述模块单独配置系统，并配有进、出口，所述模块均悬挂在模块悬挂梁上，所述模块的上侧通过卡位板进行限位，所述模块的下侧通过张紧装置限位限制模块抖动，并保证模块可上下移动以吸收热膨胀引起的位移。所述换热管的材料为2205不锈钢或氟塑料。

作为优选，所述换热管的上端与进口管相连，所述换热管的下端与出口管相连，所述换热管两端穿出塔体的部分均配置有一段与进口管、出口管相连的软管，以消除模块整体热膨胀位移对管道的影响，所述换热管的进、出端与软管之间分别连接有进口压力封头、出口压力封头，所述进口压力封头、出口压力封头之间连接有4～5根换热管，与进口管、出口管形成一个换热组，每个所述换热组的进口管、出口管单独导出到塔体的外侧，且单独连接阀门，以方便具备泄漏时的在线检修和切出运行。

作为优选，所述管式烟气再热区和湿式电除尘区之间设置检修更换区，用于维修、更换长配件，所述长配件包括湿式电除尘区的阴极线、管式烟气再热区的换热管，所述检修更换区内设置有多个检修平台。

作为优选，所述喷淋降温荷电区与烟气进口区之间设有填料层，所述喷淋降温荷电区与湿式电除尘区之间设有喷淋及湿电检修平台。

作为优选，所述湿式电除尘区采用金属板电除尘，所述湿式电除尘区上还配置有除雾器。

作为优选，所述烟气进口区与塔体的相连接的一端安装有若干个导流装置。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过在塔体内设置自下而上分布的烟气进口区、喷淋降温荷电区、湿式电除尘区、管式烟气再热区、烟气出口区，在感应荷电、电晕放电的作用下将颗粒物和雾滴荷电并被脱除，利用气液接触作用将烟气中的氨气溶解脱除并将烟气降温，利用管式换热将降温降湿后的烟气再热，达到脱除白色烟羽及多种污染物的作用，具有以下优点：

(1)塔下侧烟气喷淋冷凝后，烟气中的气态水凝结成液态小液滴，可大幅提高塔中间的除尘效率；

(2)一体化装置，结构紧凑，占地面积小，尤其适合场地紧张的改造项目，运行维护简单；

(3)塔下侧烟气喷淋冷凝后，烟气中的水冷凝成液态水；

(4)可以节省除雾器，从而节省了除雾器冲洗水，设备和运行成本降低；

(5)优化了检修平台，湿式电除尘器与喷淋同步检修，空间更紧凑，成本低，检修方便；

(6)烟气经过喷淋降温荷电区后，由于填料层的均布作用，气流沿着集成塔均匀向上流动，从而保证烟气在湿式电除尘区、管式烟气再热区更均匀，换热效果更好；

(7)通过整体设置和局部导流板设计，烟气阻力更低，能耗更低。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔的结构示意图；

图2是本实用新型一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔的塔体内的结构示意图；

图3是本实用新型一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔的管式烟气再热区内模块的放大示意图；

图4是本实用新型一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔的AA的截面俯视示意图；

图5是本实用新型一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔的塔体部分结构放大示意图；

图6是本实用新型一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔的管式烟气再热区的放大示意图。

【具体实施方式】

参阅图1至图6本实用新型一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，包括塔体、供电部分和外部循环水系统，其特征在于：所述塔体包括自下而上分布的五个区域，依次包括烟气进口区1、喷淋降温荷电区2、湿式电除尘区3、管式烟气再热区4、烟气出口区5，所述烟气进口区1的出口端与喷淋降温荷电区2相连通，所述喷淋降温荷电区2内设置有喷淋降温层21和水雾荷电层22，所述喷淋降温层21用于对烟气降温，所述水雾荷电层22用于对颗粒物和雾滴感应荷电；所述湿式电除尘区3内设有六角形集尘板31和外挂式的阴极装置，用于对已感应荷电的颗粒物和雾滴进行再荷电并脱除作用；所述管式烟气再热区4内排布有若干个上进下出的换热管41，用于对降温除湿后的烟气再加热作用，所述烟气出口区5的进口端与管式烟气再热区4连通，所述烟气出口区5 的出口端与烟囱6连通。

进一步地，所述喷淋降温荷电区2从上而下设置有2-3层喷淋层，所述喷淋层之间呈错位分布进行喷淋，以提高喷淋气液接触率，所述喷淋层包括水雾荷电层22和多个喷淋降温层21，所述水雾荷电层22位于最上面一层，在碰头位置设置感应荷电系统，通过高压对雾滴进行感应荷电，使碰出去的水雾带负电荷，从而使烟气中的颗粒物和雾滴一同荷电，解决了电除尘超细颗粒物难以荷电的难题，所述塔体的一侧设有与喷淋降温荷电区2相连的换热器7。

进一步地，所述阴极装置包括阴极吊挂32、阴极上框架33、阴极下框架34 和阴极拉紧装置35，所述塔体的外壁开设有穿孔，所述塔体的外侧面设有与穿孔相连通的具有密闭腔体的框体36，所述塔体外侧均布有外挂式的阴极吊挂32 和阴极拉紧装置35，所述阴极上框架33通过塔体上穿孔进入外置框体36的密闭腔体中，再通过绝缘瓷套悬挂在阴极吊挂32的下方，所述绝缘瓷套外侧还设置有圆桶形箱体，所述密闭腔体内设有以防绝缘瓷套低温结露爬电的热风吹扫装置，所述阴极拉紧装置35外置于塔体的外壁并与阴极下框架34相连；所述湿式电除尘区3内均布有若干个锥形导流密封板37，所述锥形导流密封板37设置于阳极下侧，用于使烟气被导流式进入电除尘区域。

进一步地，所述管式烟气再热区4的换热管41为直管，所述换热管41设置为模块型式，多组所述换热管41构成一个模块410，所述模块410呈垂直设置，所述模块410的外部设有换热模块框架4101，所述换热模块框架4101自上至下均布有多个与换热管41相配合的换热管限位板4102，所述模块410的进口设置在塔的上方，所述模块410的出口设置在塔的下方，每个所述模块410单独配置系统，并配有进、出口，所述模块410均悬挂在模块悬挂梁44上，所述模块410的上侧通过卡位板进行限位，所述模块410的下侧通过张紧装置45限位限制模块抖动，并保证模块410可上下移动以吸收热膨胀引起的位移。所述换热管41的材料为2205不锈钢或氟塑料。

进一步地，所述换热管41的上端与进口管42相连，所述换热管41的下端与出口管43相连，所述换热管41两端穿出塔体的部分均配置有一段与进口管42、出口管43相连的软管40，所述换热管41的进、出端与软管40之间分别连接有进口压力封头411、出口压力封头412，所述进口压力封头411、出口压力封头412之间连接有4～5根换热管41，与进口管42、出口管43形成一个换热组，每个所述换热组的进口管42、出口管43单独导出到塔体的外侧，且单独连接阀门。

进一步地，所述管式烟气再热区4和湿式电除尘区3之间设置检修更换区 30，用于维修、更换长配件，所述长配件包括湿式电除尘区3的阴极线、管式烟气再热区4的换热管，所述检修更换区30内设置有多个检修平台301；所述喷淋降温荷电区2与烟气进口区1之间设有填料层23，所述喷淋降温荷电区2 与湿式电除尘区3之间设有喷淋及湿电检修平台20。

进一步地，所述湿式电除尘区3采用金属板电除尘，所述湿式电除尘区3 上还配置有除雾器；所述烟气进口区1与塔体的相连接的一端安装有若干个导流装置11。

本实用新型工作过程：

本实用新型一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔的工作原理为：喷淋降温荷电区和湿式电除尘区分布供给高压电压后，在感应放电和电晕放电的作用下颗粒物和水雾被充分荷电，并在湿式电除尘区中在电场力的作用下被脱除，喷淋降温荷电区通过气液溶解作用将烟气中的氨气脱除，管式烟气再热区供给蒸汽或热水，将除湿降温的烟气再热成干烟气；可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔解决了亚微米级颗粒物和雾滴无法高效脱除的难题，能耗、成本低及场地要求低。集成塔工作的过程中：当运行一段时间后，管式烟气再热区的换热管表面会积污，需进行蒸汽冲洗，当蒸汽冲洗时，为防止冷凝液滴掉落到湿式电除尘区而影响湿式电除尘区的运行，蒸汽冲洗时间设置在湿式电除尘区停电冲洗的时间段内其中，湿式电除尘区为间隙式断电冲洗；冲洗后，由于管式烟气再热区换热管壁温较高，剩下的液滴会被加热蒸发，不会再有液滴滴下。其中，湿式电除尘区布置在喷淋降温荷电区下游(塔体上侧)，烟气在之前的区域降温后，烟气湿度增加，由于微小液滴的存在，进入电除尘区域后电场性能提升，除尘效率提高。由于上游的水雾荷电，颗粒物被高效荷电，进入电除尘区域后电场性能提升，除尘效率提高。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，包括塔体、供电部分和外部循环水系统，其特征在于：所述塔体包括自下而上分布的五个区域，依次包括烟气进口区(1)、喷淋降温荷电区(2)、湿式电除尘区(3)、管式烟气再热区(4)、烟气出口区(5)，所述烟气进口区(1)的出口端与喷淋降温荷电区(2)相连通，所述喷淋降温荷电区(2)内设置有喷淋降温层(21)和水雾荷电层(22)，所述喷淋降温层(21)用于对烟气降温，所述水雾荷电层(22)用于对颗粒物和雾滴感应荷电；所述湿式电除尘区(3)内设有六角形集尘板(31)和外挂式的阴极装置，用于对已感应荷电的颗粒物和雾滴进行再荷电并脱除作用；所述管式烟气再热区(4)内排布有若干个上进下出的换热管(41)，用于对降温除湿后的烟气再加热作用，所述烟气出口区(5)的进口端与管式烟气再热区(4)连通，所述烟气出口区(5)的出口端与烟囱(6)连通。

2.如权利要求1所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述喷淋降温荷电区(2)从上而下设置有2-3层喷淋层，所述喷淋层之间呈错位分布进行喷淋，所述喷淋层包括水雾荷电层(22)和多个喷淋降温层(21)，所述水雾荷电层(22)位于最上面一层，在碰头位置设置感应荷电系统，所述塔体的一侧设有与喷淋降温荷电区(2)相连的换热器(7)。

3.如权利要求1所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述阴极装置包括阴极吊挂(32)、阴极上框架(33)、阴极下框架(34)和阴极拉紧装置(35)，所述塔体的外壁开设有穿孔，所述塔体的外侧面设有与穿孔相连通的具有密闭腔体的框体(36)，所述塔体外侧均布有外挂式的阴极吊挂(32)和阴极拉紧装置(35)，所述阴极上框架(33)通过塔体上穿孔进入外置框体(36)的密闭腔体中，再通过绝缘瓷套悬挂在阴极吊挂(32)的下方，所述密闭腔体内设有以防绝缘瓷套低温结露爬电的热风吹扫装置，所述阴极拉紧装置(35)外置于塔体的外壁并与阴极下框架(34)相连。

4.如权利要求1所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述湿式电除尘区(3)内均布有若干个锥形导流密封板(37)，所述锥形导流密封板(37)设置于阳极下侧，用于使烟气被导流式进入电除尘区域。

5.如权利要求1所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述管式烟气再热区(4)的换热管(41)为直管，所述换热管(41)设置为模块型式，多组所述换热管(41)构成一个模块(410)，所述模块(410)呈垂直设置，所述模块(410)的外部设有换热模块框架(4101)，所述换热模块框架(4101)自上至下均布有多个与换热管(41)相配合的换热管限位板(4102)，所述模块(410)的进口设置在塔的上方，所述模块(410)的出口设置在塔的下方，每个所述模块(410)单独配置系统，并配有进、出口，所述模块(410)均悬挂在模块悬挂梁(44)上，所述模块(410)的上侧通过卡位板进行限位，所述模块(410)的下侧通过张紧装置(45)限位限制模块抖动。

6.如权利要求1所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述换热管(41)的上端与进口管(42)相连，所述换热管(41)的下端与出口管(43)相连，所述换热管(41)两端穿出塔体的部分均配置有一段与进口管(42)、出口管(43)相连的软管(40)，所述换热管(41)的进、出端与软管(40)之间分别连接有进口压力封头(411)、出口压力封头(412)，所述进口压力封头(411)、出口压力封头(412)之间连接有4～5根换热管(41)，与进口管(42)、出口管(43)形成一个换热组，每个所述换热组的进口管(42)、出口管(43)单独导出到塔体的外侧，且单独连接阀门。

7.如权利要求1所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述管式烟气再热区(4)和湿式电除尘区(3)之间设置检修更换区(30)，用于维修、更换长配件，所述长配件包括湿式电除尘区(3)的阴极线、管式烟气再热区(4)的换热管，所述检修更换区(30)内设置有多个检修平台(301)。

8.如权利要求1所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述喷淋降温荷电区(2)与烟气进口区(1)之间设有填料层(23)，所述喷淋降温荷电区(2)与湿式电除尘区(3)之间设有喷淋及湿电检修平台(20)。

9.如权利要求1所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述湿式电除尘区(3)采用金属板电除尘，所述湿式电除尘区(3)上还配置有除雾器。

10.如权利要求1-9中任一项所述的一种可脱除白色烟羽及多种污染物的集成塔，其特征在于：所述烟气进口区(1)与塔体的相连接的一端安装有若干个导流装置(11)。

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